JP2019188632A - タイヤ内面用離型剤、タイヤ内面用離型剤水分散液、タイヤ内面用離型剤の製造方法、タイヤの製造方法およびタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のタイヤ内面用離型剤における各成分は、特に限定されず、例えば、つぎのとおりである。
本発明のタイヤ内面用離型剤は、前述のとおり、離型剤(離型成分)を含む。なお、以下において、前記離型剤(離型成分)を、便宜上、離型剤(R)または成分(R)という場合がある。前記離型剤(R)は、前述のとおり、表面疎水化剤によって疎水化された表面親水性非膨潤性無機粉末と、前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーンとを含む。以下、前記離型剤(R)において、前記表面親水性非膨潤性無機粉末を、表面親水性非膨潤性無機粉末(A)または成分(A)といい、前記表面疎水化剤を、表面疎水化剤(B)または成分(B)といい、前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーンを、成分(C)または前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーン(C)という。また、前記表面疎水化剤(B)によって疎水化された表面親水性非膨潤性無機粉末(A)を、成分(AB)または表面疎水化剤によって疎水化された表面親水性非膨潤性無機粉末(AB)という。前記離型剤(R)における前記各成分は、特に限定されないが、例えば以下のとおりである。
前記成分(AB)は、前述のとおり、表面疎水化剤によって疎水化された表面親水性非膨潤性無機粉末(AB)である。すなわち、本発明のタイヤ内面用離型剤では、前記表面親水性非膨潤性無機粉末(A)の表面が前記表面疎水化剤(B)により疎水化されている。これにより、タイヤ内面用離型剤の分散液を長時間保管後であっても、オイル(疎水成分)が分離しにくい。このため、本発明によれば、前述のとおり、オイルスポットの発生を抑制または防止できる。
前記成分(AB)において、前記表面親水性非膨潤性無機粉末(A)(成分(A))は、特に限定されず、例えば、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、ゼオライト、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、無水ケイ酸等が挙げられる。成分(A)は、前述のとおり、マイカを含んでもよい。また、前記マイカは、成分(A)の一部でもよいし、全部(全量)でもよい。なお、以下において、成分(A)がマイカを含む場合、そのマイカを、マイカ(A)という場合がある。本発明において、マイカ(A)は、特に限定されず、例えば、一般的なタイヤ内面用離型剤に用いられるマイカと同様またはそれに準じてもよい。マイカ(A)としては、例えば、マスコバイト、セリサイト、白雲母、黒雲母、金雲母、イライト、カラーマイカ等が挙げられる。前記マイカ(A)は、マイカを1種類のみ含んでもよいし、2種類以上のマイカを併用してもよい。
マイカ(A)をガラスセルに入れ、Color meter ZE6000(日本電色工業(株)の製品名)にて反射モードでL*値を3回測定し、平均値を算出する。
本発明における「膨潤力」は、日本ベントナイト工業会標準試験方法:ベントナイト(粒状)の膨潤試験方法(JBAS−104‐77)により測定することが出来る。
前記表面疎水化剤(B)(成分(B))は、特に限定されないが、前述のとおり、例えば、変性シリコーン、反応活性基を有するシラン、およびシランカップリング剤等が挙げられる。前記変性シリコーンとしては、例えば、前述のとおり、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ハイドロジェン変性シリコーン等が挙げられる。なお、ハイドロジェン変性シリコーンは「ハイドロジェンシリコーン」ともいう。また、前記表面疎水化剤(B)は、表面疎水化剤を1種類のみ含んでもよいし、2種類以上の表面疎水化剤を併用してもよい。
また、前記化学式(2)の変性シリコーンの構造は、ブロック共重合体でもランダム共重合体でもよい。すなわち、Qは、前記化学式(2)の変性シリコーン中において、末端以外の任意の位置に存在していてよい。また、Qが複数の場合、Qどうしは隣接していても離れていてもよい。
清浄なビーカー(容量100ml)に、試料約1.0gを精秤し、次にイソプロピルアルコールを約60ml加え、充分撹拌し、前記試料を溶解させる。その後、N/5イソプロピルアルコール性塩酸溶液(試薬1級)で自動滴定装置を用いて滴定し、下記数式〔1〕により前記試料のアミン価を算出する。なお、「アミン価」は、アミノ官能基当量と同義である。また、「N/5」は、1/5規定(塩酸濃度)を意味し、HCl濃度0.2mol/Lに等しい。
アミン価=(N/5HClのmL数)×F×11.22/(試料g数) 〔1〕
前記数式〔1〕において、「N/5HCl」は、前記N/5イソプロピルアルコール性塩酸溶液(試薬1級)を意味する。Fは、N/5HClの力価である。
試料1.0gを100mlビーカーにとり、ホールピペットで塩酸−ジオキサン溶液を15ml加え、溶解させる。5分放置後、さらに、エタノール20mlおよびフェノールフタレイン5〜6滴を加える。これに対し、0.1N(0.1mol/L)NaOHで滴定を行う。この滴定は、無色からピンク色になった所を終点と判断する。また、別に同様の方法でブランクの滴定を行なっておく。そして、下記数式〔2〕に基づいて前記試料のエポキシ価を算出する。なお、「エポキシ価」は、エポキシ官能基当量と同義である。
エポキシ価(g/mol)=0.1(B−T)/ 1000W 〔2〕
前記数式中の符号の意味は、それぞれ、下記のとおりである。
B:ブランクに要したNaOHの滴定量(ml)
T:サンプルに要したNaOHの滴定量(ml)
W:サンプル採取量(g)
つぎに、表面疎水化剤によって疎水化された表面親水性非膨潤性無機粉末(AB)(成分(AB))の製造方法について例を挙げて説明する。前記成分(AB)の製造方法は、特に限定されないが、例えば、以下のとおりである。
前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーン(C)(成分(C))は、前述のとおり、前記離型剤(離型成分)(R)の一部である。前記成分(C)は、特に限定されず、例えば、オルガノポリシロキサン類が挙げられる。前記オルガノポリシロキサン類は、シリコーンオイル、シリコーンゴム、およびシリコーン樹脂を含む概念である。前記オルガノポリシロキサン類としては、より具体的には、例えば、[1]ジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、メチルイソプロピルポリシロキサン、メチルドデシルポリシロキサン等のアルキルポリシロキサン、[2]メチルフェニルポリシロキサン、ジメチルシロキサン・メチルフェニルポリシロキサン共重合体、ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体等のアルキルフェニルポリシロキサン、[3]メチル(フェニルエチル)ポリシロキサン、メチル(フェニルプロピル)ポリシロキサン等のアルキルアラルキルポリシロキサン、[4]3,3,3−トリフルオロプロピルメチルポリシロキサン等が挙げられる。前記シリコーン成分は、1種類のみ用いてもよいし、複数種類併用してもよい。
前記離型剤(離型成分)(R)は、前記成分(AB)および前記成分(C)に加え、さらにその他の離型剤(離型成分)を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。前記その他の離型剤(離型成分)としては、特に限定されないが、例えば、後述する表面疎水性無機粉末(E)(例えばタルク等)のうち、離型剤(離型成分)として機能し得る成分であってもよい。また、前記離型剤(離型成分)(R)が前記その他の離型剤(離型成分)を含む場合、前記その他の離型剤(離型成分)は、1種類でも複数種類でもよい。
本発明のタイヤ内面用離型剤において、前記界面活性剤は、例えば、乳化安定性付与を担う成分として機能する。なお、以下において、前記界面活性剤を、便宜上、界面活性剤(D)または成分(D)という。また、前記「乳化安定性」は、本発明のタイヤ内面用離型剤水分散液が乳化物である場合における、前記乳化物の安定性をいう。前記乳化物は、本発明のタイヤ内面用離型剤の各成分が、水の中に分散された乳化物であることが好ましい。このような乳化物は、すなわち、水中油滴型の乳化物(エマルジョン)である。
本発明のタイヤ内面用離型剤は、前述のとおり、さらに、表面疎水性無機粉末を含んでいてもよい。本発明のタイヤ内面用離型剤において、前記表面疎水性無機粉末は、任意成分であり、含んでいても含んでいなくてもよいが、例えば、後述する滑剤、離型剤(離型成分)等として機能する観点から、含むことが好ましい。なお、以下において、前記表面疎水性無機粉末を、便宜上、表面疎水性無機粉末(E)または成分(E)という。前記表面疎水性無機粉末(E)(成分(E))は、特に限定されず、例えば、一般的なタイヤ内面用離型剤用いられている表面疎水性無機粉末であってもよい。前記成分(E)としては、例えば、タルク等が挙げられ、これらは天然物でもよいし合成物でもよい。なお、タルク等は、タイヤ内面用離型剤において、例えば、滑剤として働くと考えられる。また、タルク等は、例えば、滑剤として働くとともに、タイヤ内面用離型剤の離型性を高める働きをすると考えられる。このような働きをする滑剤は、前記離型剤(離型成分)の一部でもあるということができる。
本発明のタイヤ内面用離型剤は、前述のとおり、前記離型剤(R)および前記界面活性剤(D)以外に、任意成分として、前記表面疎水性無機粉末(E)を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。また、本発明のタイヤ内面用離型剤は、前記表面疎水性無機粉末(E)以外のその他の任意成分を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。前記その他の任意成分としては、例えば、増粘剤、保水剤、透明性向上に寄与し得る多価アルコール、水、シリコーン系消泡剤、鉱物油系消泡剤等の各種消泡剤、各種防腐剤等が挙げられる。
タイヤ内面用離型剤を、容量が40体積%以下となるように袋に入れる。つぎに、空気を前記袋内に取り込み20回程振り混ぜる。その後、予め質量を測定しておいた120mLカップに、前記袋の内容物を、スパーテルを用いて前記袋を振りながら入れる。その後、前記カップの上部を擦りきった後、前記カップ内容物の質量を測定する。このときの前記カップ内容物100mLあたりの質量を算出し、嵩密度とする。
本発明のタイヤ内面用離型剤の製造方法は、特に限定されないが、例えば、前述の本発明のタイヤ内面用離型剤の製造方法により製造できる。具体的には、本発明のタイヤ内面用離型剤は、例えば、以下のようにして製造(調製)できる。
Fr=V/[(R×g)0.5] (I)
V:撹拌翼の先端の周速(m/s)
R:撹拌翼の回転半径(m)
g:重力加速度(m/s2)
平均粒子径(50質量%粒径)
=10[50−{c−d/(logb−loga)×logb}]/{d/(logb−loga)} (II)
本発明のタイヤの製造方法およびタイヤについては、前述のとおりである。これらについても、特に限定はなく、例えば、一般的なタイヤ内面用離型剤(水分散液の形態であるタイヤ内面用離型剤)に代えて、前記本発明のタイヤ内面用離型剤水分散液またはタイヤ内面用離型剤を用いること以外は、一般的なタイヤの製造方法およびタイヤと同様でよい。本発明のタイヤの製造方法において、前記成形型としては、例えば、金型等が挙げられる。本発明のタイヤの製造方法は、前述の離型用前処理工程および加硫工程に加えて、加硫タイヤと前記ブラダーとの間、および、加硫タイヤと前記成形型との間を離型処理する離型処理工程を有してもよい。
以下のようにして、実施例1〜17のタイヤ内面用離型剤を製造した。
前記疎水化工程により表面を疎水化したマイカ(成分(AB))5gを、200mLガラス瓶(内径:4cm)内で水100gに分散させた。つぎに、幅1mm×長さ2cmの十字線のマークを前記ガラス瓶の一側面から1cm離して置いた。そして、前記ガラス瓶の反対側の側面から目視にて十字線が明瞭に見えたものを〇とし、見えないものを×とした。〇となったものを、マイカの表面が疎水化されていると評価した。
前記予備混合工程で製造したシリコーンエマルジョン(シリコーン乳化物)の5分静置後の状態を観察した。5分後に2層分離したものを〇とし、均一なものを×とした。〇となったものを、所望の性能が得られたシリコーン乳化物と評価した。
(B)成分(成分(B)、表面疎水化剤)を用いず、前記疎水化工程を行なわないこと以外は、実施例1〜16と同様にして比較例1のタイヤ内面用離型剤を製造した。すなわち、比較例1は、表面疎水化剤によって疎水化されたマイカ(成分(AB))に代えて、表面を疎水化していないマイカ(成分(A))を用いたこと以外は、実施例1〜16と同様にして製造した。なお、比較例1に用いた、表面を疎水化していないマイカ(成分(A))を、前述のマイカの表面疎水化評価方法により評価したところ、評価結果は×(表面が疎水化されていない)であった。
実施例1〜17および比較例1のタイヤ内面用離型剤をそれぞれ用いて、以下のようにしてタイヤ内面用離型剤水分散液を製造し、性能を評価した。なお、オイルスポットおよび離型性の評価結果については、前記表3に示した。
2Lガラスビーカーに水道水450gを仕込んだ後、直径5cmの3枚のプロペラ羽を備えた攪拌機で20rpmの速度で撹拌した。前記水中に、撹拌しながら、実施例1〜16および比較例1のいずれかで製造した粉末状のタイヤ内面用離型剤550gを投入し、30分間撹拌して分散させることで、タイヤ内面用離型剤水分散液を製造した。
前記各タイヤ内面用離型剤水分散液を、ノズル口径φ1.0mmのスプレーガンを用い、エアー圧0.5MPaにて未加硫インナーライナーゴムシート表面に10秒間連続スプレーした。乾燥後、前記スプレー塗布面4cm×7cmの範囲を目視にて確認し、判定した。具体的には、オイルスポット(オイル滴)の有無を下記判定基準で評価した。そして、3級以上(3級から5級まで)の評価結果を、合格と判定した。
オイルスポット判定基準:
5級: 1mm未満のオイルスポットが5個以下(1mm以上のオイルスポット無し)。
4級: 1mm未満のオイルスポットが6個以上10個以下(1mm以上のオイルスポット無し)。
3級: 1mm以上のオイルスポットが5個以下、または1mm以上のオイルスポットが11個以上20個以下。
2級: 1mm以上のオイルスポットが20個以下、または1mm以上のオイルスポットが21個以上。
1級: 1mm以上のオイルスポットが21個以上。
前記各タイヤ内面用離型剤水分散液を、25℃で7日静置して保管した。その後、前記各タイヤ内面用離型剤水分散液を、直径5cmの3枚のプロペラ羽を備えた攪拌機で20rpmの速度で2分撹拌した。攪拌直後に、前記「オイルスポット評価方法」と同様の方法および同様の判定基準で、オイルスポットの有無を評価した。そして、3級以上(3級から5級まで)の評価結果を、合格と判定した。
前記各タイヤ内面用離型剤水分散液を、4cm×7cm×0.2cmの未加硫インナーライナーゴムシートに、乾燥後塗布量が10g/m2となるようにスプレー塗布した。つぎに、この未加硫ゴムシートに同じ大きさのブラダーゴムシートを重ね合わせ、卓上型テストプレス機にセットし、金型温度180℃、圧力20kg/cm2で20分間加圧し、加硫した。その後、加硫済みの前記ゴムシートを引き剥がした。引き剥がした際の剥離性(離型性)を下記判定基準で評価した。そして、3級以上(3級から5級まで)の評価結果を、合格と判定した。
離型性判定基準:
5級: 密着無く容易に剥離(離型)できたもの
4級: 剥離(離型)できたもの
3級: 剥離抗力が大きいが離型できたもの
2級: 一部密着し剥離(離型)し難かったもの
1級: 全面密着し剥離(離型)不可能であったもの
Claims (13)
- 離型剤および界面活性剤を含むタイヤ内面用離型剤であって、
前記離型剤が、表面親水性非膨潤性無機粉末と、シリコーンとを含み、
前記表面親水性非膨潤性無機粉末の表面が、表面疎水化剤により疎水化されており、かつ、
前記シリコーンが、前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性であることを特徴とするタイヤ内面用離型剤。 - さらに、滑剤を含む請求項1記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記表面親水性非膨潤性無機粉末が、マイカを含む請求項1または2記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記表面疎水化剤が、変性シリコーン、反応活性基を有するシラン、およびシランカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つである請求項1から3のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記マイカ表面疎水化剤が、アミノ変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、ハイドロジェン変性シリコーン、反応活性基を有するシラン、およびシランカップリング剤からなる群から選択される少なくとも一つである請求項1から3のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーンが、前記表面疎水化剤によって疎水化された前記表面親水性非膨潤性無機粉末の表面に付着している請求項1から5のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤。
- さらに、表面疎水性無機粉末を含み、
前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーンが、前記表面疎水性無機粉末表面に付着している請求項1から6のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤と、水と、を含むことを特徴とするタイヤ内面用離型剤水分散液。
- 前記表面親水性非膨潤性無機粉末の表面を前記表面疎水化剤により疎水化する疎水化工程と、
前記離型剤、前記界面活性剤および前記滑剤を混合する混合工程と、
を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤の製造方法。 - さらに、前記混合工程に先立ち、前記表面親水性非膨潤性無機粉末表面に対し非反応性のシリコーンと、前記界面活性剤の少なくとも一部とを混合する予備混合工程を含む、請求項9記載の製造方法。
- 未加硫ゴム製生タイヤの内面に請求項8記載のタイヤ内面用離型剤水分散液を付着させ、さらに水を揮発させる離型用前処理工程と、
前記離型用前処理工程後、成形型内で前記生タイヤに収容されたブラダーを膨張させることにより、前記成形型内面に前記生タイヤ外面を押し当て、その状態で前記生タイヤを加熱して加硫する加硫工程と、
を含むことを特徴とするタイヤの製造方法。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤がタイヤ内面に付着していることを特徴とするタイヤ。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のタイヤ内面用離型剤を生タイヤの内面に付着させ、加硫してなることを特徴とするタイヤ。
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